ورق آلیاژی A516 چیست؟

ورق A516 یک نوع ورق فولادی است که علاوه بر عناصر شیمیایی رایج در  ورق‌های فولادی، ترکیبات دیگری را هم در آلیاژ خود جای داده است.  خالی‌ازلطف نیست اگر بدانید که ورق‌های آلیاژی به آن دسته از ورق‌های فلزی  گفته می‌شود که برای ارتقای خواص مکانیکی با عناصر شیمیایی گوناگونی ترکیب  شده‌اند؛ این عناصر شیمیایی، موجب افزایش مقاومت این ورق‌ها در مقابل عوامل  خورنده، ارتقای دامنهٔ جوش‌پذیری آن‌ها و افزایش استحکام فیزیکی ورق‌های  فولادی می‌شود.

ورق A516 یکی از این ورق‌های فولادی است که با ترکیب عناصر شیمیایی  گوناگونی تولید شده است؛ نام‌گذاری و ترکیب شیمیایی این ورق، مطابق با  استاندارد ATSM کشور آمریکا است و با نام PVQ516 نیز شناخته می‌شود. این  ورق در واقع یک نوع ورق تولیدشده در نورد گرم است که خواص ورق‌های نورد گرم  را هم با خود همراه کرده است.

ترکیبات شیمیایی ورق آلیاژی A516 چیست؟

ورق‌های فولادی باتوجه‌به اینکه از چه تعداد عنصر شیمیایی تولید شده‌اند  و این عنصرها چند درصد از کل آلیاژ را تشکیل می‌دهند، به دو مدل آلیاژ و  کم‌آلیاژ تقسیم می‌شوند. محصولی که ما در حال بررسی آن هستیم، از جمله  ورق‌های پرآلیاژ فولادی به‌حساب می‌آید و نکته اینجاست که هرکدام از این  آلیاژها دقیقاً برای پیش‌بردن هدف خاصی به کار گرفته شده‌اند؛ در ادامه،  ترکیبات مهم این آلیاژ را معرفی می‌کنیم و پس از آن، علت به‌کارگیری این  ترکیبات را بیان می‌نماییم.

نکته‌ای که در این بخش باید مدنظر قرار دهید، این مسئله است که آلیاژ  A516 به چهار گرید کلی تقسیم می‌شود؛ این چهار گرید، در میزان استفاده از  این ترکیبات مقداری با یکدیگر متفاوت هستند. در این بخش، صرفاً عناصر کلی  تشکیل‌دهندهٔ این گریدها را بررسی می‌کنیم و در بخش‌های بعدی، جزئیات  هرکدام را بیان خواهیم کرد.

• کربن:

کربن ارتباط مستقیمی با میزان سختی ورق آلیاژی A516 دارد؛ هرچقدر که  درصد بیشتری از این عنصر در آلیاژهای فولادی به کار برود، سختی آن‌ها بیشتر  خواهد شد. البته این نکته را هم نباید فراموش کنیم که کربن از طرف  افزایش‌دهندهٔ سختی است اما از طرف دیگر، موجب شکننده‌شدن و طردشدن ورق‌های  فولادی می‌شود.

• منگنز:

منگنز باعث می‌شود که سرعت خنک شدن قطعات تولیدشده با این ترکیب، کاهش  پیدا کند. علاوه بر این، این عنصر شیمیایی افزایش تنش تسلیم و سختی‌پذیری  آلیاژ A516 می‌شود. گفتنی است که عنصر منگنز موجب بهبود خصوصیات جوش‌پذیر و  فرم دهی فولاد نیز می‌شود و تأثیرات چشم‌گیری هم در جلوگیری از ترکیب آهن  با عنصر گوگرد دارد.

• کروم:

کروم به شکل اختصاصی برای افزایش مقاومت ورق آلیاژی A516 در برابر عوامل  خورنده و آسیب‌های محیطی می‌شود. توجه داشته باشید که این عنصر شیمیایی،  موجب بروز رفتار مغناطیسی در فلزات نیز می‌شود و به همین دلیل، در  اندازه‌های معین و محدودی استفاده می‌شود.

• مولیبدن:

مولیبدن یکی از انواع عناصر فلزی است که قیمتی بسیار بیشتر از سایر  عناصر این لیست دارد؛ به سبب همین مسئله استفاده زیاد از این عنصر، قیمت  ورق A516 را به شکل چشمگیری افزایش می‌دهد. گفتنی است که مولیبدن برای  افزایش ویژگی‌های مکانیکی آلیاژ به آن افزوده می‌شود.

• نیکل:

نیکل مانند مولیبدن عنصری گران‌قیمت است و علاوه بر بهبود خواص مکانیکی،  مزیت‌هایی شبیه به منگنز دارد؛ همین مسئله باعث می‌شود که در برخی موارد،  به‌جای این عنصر از منگنز استفاده کنند تا قیمت پایانی محصول کاهش پیدا  کند.

انواع ورق آلیاژی A516 چیست

در بخش قبلی تلاش کردیم تا عناصر اصلی تشکیل‌دهندهٔ آلیاژ A516 را از  نظر بگذرانیم. جالب است بدانید باتوجه‌به اینکه این عناصر با چه کمیتی در  این آلیاژ به کار رفته باشند، این آلیاژ به چهار زیرگروه اصلی تقسیم  می‌شود. هرکدام از گریدهای چهارگانهٔ ورق A516، ویژگی‌های مخصوص به خود را  دارند و در بخش خاصی از صنعت به کار گرفته می‌شوند؛ به همین دلیل، لازم است  که به شکل دقیق ترکیبات هرکدام را بررسی کنیم تا در صورت لزوم، بتوانیم  موردنیاز را به شکل دقیق انتخاب کنیم.

در ادامه علاوه بر معرفی هرکدام از گریدهای آلیاژی A516، خواص مکانیکی و کاربردهای این رده‌ها را هم معرفی می‌کنیم.

ورق A516 GR55

آلیاژ A516 GR55 از عناصر شیمیایی زیر ترکیب شده است:

• گوگرد حداکثر تا 0.035 درصد؛
• فسفر حداکثر تا 0.035 درصد؛
• سیلیسیم از 0.13 تا 0.45 درصد؛
• کربن کمتر از 1 درصد.

این چهار آلیاژ اصلی‌ترین عناصر تشکیل‌دهندهٔ گرید 55 هستند. جالب  اینجاست که این در میزان گوگرد، فسفر و سیلیسیم با سایر گریدهای سری A516  برابر است و صرفا میزان کربن این آلیاژها هستند که تعیین‌کننده و  تمایزدهنده‌ی این گریدهای چهارگانه هستند.

گرید A516 GR55 دارای ویژگی‌های مکانیکی زیر است:

• مقاومت کششی بین 380 تا 515 مگاپاسکال
• مقاومت تسلیمی 205 مگاپاسکال (حداقل)

گفتنی است که ضخامت این ورق‌ها معمولاً بین 6 تا 300 میلی‌متر متغیر  است، عرض آن‌ها عموماً در 1500 تا 4000 میلی‌متر و طول آن‌ها نیز از 3000  تا 15000 میلی‌متر قابل‌تغییر است.

ورق‌های تولیدشده در گرید A516GR55 معمولا برای تولید انواع مخازن نگه‌دارنده و انتقال‌دهنده زیر فشار زیاد تولید می‌شوند.

ورق A516 GR60

ورق‌های این گرید معمولاً با ترکیب‌های شیمیایی زیر تولید و عرضه می‌شوند:

• گوگرد حداکثر تا 0.035 درصد؛
• فسفر حداکثر تا 0.035 درصد؛
• سیلیسیم از 0.13 تا 0.45 درصد؛
• کربن بین 0.85 تا 1.20 درصد.

این ورق دارای ویژگی‌های مکانیکی زیر است:

• مقاومت کششی بین 414 تا 550 مگاپاسکال
• نقطهٔ تسلیم 220 مگاپاسکال (حداقل)

این ورق‌ها معمولاً برای مصارفی مانند ساخت انواع شیرآلات فولادی مقاوم،  تولید انواع دیگ‌های حرارتی صنعتی و کلان و مخازن و کندانسورها به کار  گرفته می‌شوند. گفتنی است که این گرید از سری A516، شباهت‌های زیادی با  گرید 55 دارد اما برخی تفاوت‌ها در میزان مس، مولیبدن، تیتانیوم، نیوبیوم و  کروم، موجب تفاوت این دو ردهٔ آلیاژی می‌شود.

ورق A516 GR65

ورق‌های تولیدشده با این آلیاژ، دارای عناصر شیمیایی زیر هستند:

• گوگرد حداکثر تا 0.035 درصد؛
• فسفر حداکثر تا 0.035 درصد؛
• سیلیسیم از 0.13 تا 0.45 درصد؛
• کربن موجود در این آلیاژ متناسب با ضخامت آن، متغیر است اما به‌طورکلی، متغیری بین 0.6 تا 0.9 درصد است.

ویژگی‌های مکانیکی ورق‌های آلیاژی گرید A516 GR65 به شرح زیر هستند:

• مقاومت کششی بین 450 تا 586 مگاپاسکال
• نقطهٔ تسلیم 262 مگاپاسکال (حداقل)

این دسته از ورق‌های فولادی، بازهٔ کاربرد متنوعی در مقایسه با گریدهای  دیگر دارند؛ نیروگاه‌های تولید الکتریسیته، صنایع وابسته به پتروشیمی،  صنایع تولید محصولات دارویی و لوازم آرایشی بهداشتی و شرکت‌های فرآوری گاز،  برجسته‌ترین موقعیت‌ها برای استفاده از ورق‌های آلیاژی A516 GR65 هستند.

ورق A516 GR70

این ورق آلیاژی با عنوان ورق آتش‌خوار نیز نامیده می‌شود؛ ترکیبات شیمیایی گرید A516 GR70 به شکل دقیق، شامل موارد زیر می‌شود:

• گوگرد حداکثر تا 0.035 درصد؛
• فسفر حداکثر تا 0.035 درصد؛
• سیلیسیم از 0.13 تا 0.45 درصد؛
• کربن کمتر از یک درصد.

خواص مکانیکی ورق آلیاژی A516 گرید 70، به شرح زیر است:

• مقاومت کششی بین 482 تا 620 مگاپاسکال
• نقطهٔ تسلیم 260 مگاپاسکال (حداقل)

ورق‌های فولادی تولیدشده با این گرید آلیاژی، در پروژه‌های ساخت پل‌های  فلزی، سازه‌های فولادی، تولید انواع قطعات اتومبیل‌های سواری و سنگین،  کانتینرها و دکل‌های برقی به کار گرفته می‌شوند. لازم به ذکر است که این  موارد، تنها بخشی از کاربردهای ورق A516 گرید 70 هستند.

آنالیز ورق A516

برای آنالیز ورق A516، از روش‌های آزمایشی متنوعی استفاده می‌شود که این  آزمون‌ها به بررسی خواص و ویژگی‌های مواد این ورق می‌پردازند. یکی از  روش‌های رایج آزمایشی برای ارزیابی ویژگی‌های ورق A516، آزمون تکانه‌زنی  (Charpy Impact Test) است که برای اندازه‌گیری استحکام ضربه‌ای ماده  استفاده می‌شود. علاوه بر این، آزمون‌های دیگری مانند آزمون کشش (Tensile  Test) و آزمون سختی (Hardness Test) نیز برای آنالیز ورق A516 استفاده  می‌شوند. این آزمون‌ها به ما کمک می‌کنند تا خواص مکانیکی و فیزیکی مانند  استحکام تسلیم، استحکام کششی، و سختی سطح ورق را ارزیابی کنیم. برای دقت  بیشتر در آزمایش‌ها، لازم است که استانداردهای مربوطه مانند استاندارد ASTM  A516 را رعایت کرده و از تجهیزات مناسب و تخصصی استفاده نماییم.

مشخصات فنی ورق a516

ورق A516 به دو شکل کلی شیت فُرم (برش‌خورده) و رول فُرم (کلاف‌های ورق)  به بازار عرضه می‌شود؛ در مدل‌های شیت فرم، طول، عرض و ضخامت ورق از طرف  تولیدکننده مشخص می‌شوند و در مدل‌های رول فرم، معمولاً ضخامت و عرض این  ورق‌ها مدنظر هستند.

گفتنی است که سه گرید GR60، GR65 و GR70 معمولا تا ضخامت 205 میلی‌متر و  گرید GR50 تا ضخامت 305 میلی‌متر تولید می‌شود؛ علاوه بر این، طول و عرض  این ورق‌ها، بنا به تشخیص و توانایی تولیدکننده، در اندازه‌های گوناگونی  ساخته می‌شود.

کاربردهای ورق آلیاژی A516 چیست؟

هرچند که در بخشی بعدی به معرفی کاربردهای هرکدام از چهار گرید آلیاژی  A516 خواهیم پرداخت، در این قسمت تلاش می‌کنیم تا برخی از برجسته‌ترین و  عمومی‌ترین کاربردهای این ورق‌ها را بررسی و معرفی کنیم.

لازم به ذکر است که این ورق‌ها باتوجه‌به عناصر تشکیل‌دهنده و خواص  مکانیکی و ترمودینامیک منحصربه‌فرد، در پروژه‌های زیرسازی، ساختمان و صنعتی  خاصی به کار گرفته می‌شوند؛ مواردی که در ادامه بیان می‌کنیم، بخشی از این  کاربردها هستند.

• تولید انواع مخازن نگهداری و انتقال گاز؛
• در ساخت تجهیزات و سیستم‌های مرتبط با انرژی؛
• ساخت انواع اتصالات و مبدل‌های انرژی و حرارتی زیر فشار؛
• در ساخت انواع مخزن‌های انتقال و نگهداری به شکل کروی